Biogas
Biogas entsteht durch die natürliche Vergärung von organischen Abfällen oder nachwachsenden Rohstoffen. Es handelt sich um einen biologischen Abbauprozess unter Ausschluss von Licht und Sauerstoff. Dabei bildet sich ein brennbares, energiereiches Gasgemisch. Wie genau der Entstehungsprozess von Biogas abläuft und wie Biogasanlagen funktionieren, erklärt der folgende Beitrag.
Inhaltsverzeichnis
Was genau ist Biogas?
Biogas ist eine gasförmige Biomasse. Sie entsteht in Biogasanlagen, wenn pflanzliche und tierische Rohstoffe – zum Beispiel Biomüll, Gülle oder eigens angebaute Energiepflanzen wie Mais und Raps – zersetzt werden. Bei diesem Prozess werden die nachwachsenden Rohstoffe zum energiereichen Gasgemisch Biogas umgewandelt. Holz, Pflanzen und Bioabfälle sind im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Gas nachwachsende Rohstoffe: Das heißt, sie fallen ohnehin als Reststoffe in der Landwirtschaft an. Die Weiterverarbeitung in Biogasanlagen ist somit eine sinnvolle Folge.
Die nachwachsenden Rohstoffe, die zur Biogasproduktion genutzt werden, lassen sich in feste und flüssige Biomasse unterteilen.
Feste Biomasse
umfasst holz- und halmartige Stoffe aus Landwirtschaft, Forstwirtschaft oder Industrie. Dies können etwa Reststoffe, Nebenprodukte oder gezielt angebaute Energiepflanzen sein.
Flüssige Biomasse
stammt aus öl-, zucker- oder stärkehaltigen Pflanzen wie Raps und wird vor allem zur Herstellung von Biokraftstoffen wie Biodiesel verwendet. In Deutschland ist Raps die am häufigsten genutzte Pflanze zur Biogasproduktion.
Ein Großteil der in Biogasanlagen erzeugten Energie stammt aus Energiepflanzen wie Mais, Getreide oder Gras. Gülle und Bioabfälle machen nur rund 20 % der eingesetzten Materialien aus. Da Biogas aus natürlichen Quellen gewonnen wird, gilt es als zukunftsfähige Alternative zu fossilem Erdgas und zählt zu den erneuerbaren Energien. Biogas kann als Energieträger entweder direkt ins Stromnetz eingespeist oder als zukunftsfähiger Ersatz zu fossilen Brennstoffen wie Erdgas als Kraftstoff verwendet werden.
Biomasse ist auch Teil des Vattenfall-Energiemixes.Wir nutzen Biomasse in mehr als 15 Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen oder reinen Heizkesseln in Schweden, den Niederlanden und dem Vereinigten Königreich.
Unser Biogas-Tarif
-
Mit 15 % oder 65 % Biogasanteil aus europäischen Erzeugungsanlagen
-
Zertifiziert durch den TÜV Nord
-
12 oder 24 Monate Preisgarantie
-
Online-Tarif flexibel und unkompliziert mit Sofort- & Treue-Bonus
Wie ensteht Energie aus Biogas in Biogasanlagen?
Biogas entsteht durch den chemischen Prozess der Vergärung organischer Materialien. Diesen machen sich Biogasanlagen zunutze: Die organischen Reststoffe werden von Mikroorganismen wie zum Beispiel Bakterien in einem geschlossenen Behälter, einem sogenannten Fermenter, zersetzt. Dieser Prozess findet bei gleichzeitigem Sauerstoff- und Lichtentzug statt. Dabei entsteht ein energiereiches Gasgemisch, das zu 50 bis 75 % aus Methan besteht. Die anteilige Zusammensetzung der chemischen Stoffe im Biogas kann recht unterschiedlich ausfallen. Dies hängt von mehreren Faktoren ab, beispielsweise der technischen Arbeitsweise der Biogasanlage selbst, aber auch von der Substratzusammensetzung der Gärstoffe.
Die Hauptkomponenten von Biogas sind Methan und Kohlendioxid, ergänzt mit Sauerstoff, Stickstoff, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Wasserstoff. Der Anteil von Methan spielt dabei eine Schlüsselrolle. Je höher dieser ausfällt, desto energiereicher ist das Biogas. Bei der Veredelung zu Bio-Erdgas wird der Methananteil erhöht. Überflüssige Stoffe, insbesondere die Komponenten Schwefelwasserstoff und Ammoniak, werden dagegen mithilfe chemischer Verfahren aus dem Gas gefiltert. So wird das Gas von Verunreinigungen befreit, um gleiche chemische Qualitäten wie Erdgas zu erhalten. Das veredelte Bio-Erdgas, auch Bio-Methan genannt, ist nun chemisch nahezu identisch mit fossilem Erdgas. Durch diesen Veredelungsprozess wird ein Methangehalt von meist über 96 %, häufig sogar bis zu 98 %, erreicht. Erst dann entsteht das Erdgassubstitut, welches problemlos ins Erdgasnetz eingespeist werden kann.
Wofür wird Biogas verwendet?
Das gewonnene unveredelte Biogas kann nur lokal, also direkt vor Ort in einem Blockheizkraftwerk zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt werden.
Das veredelte Bio-Erdgas, Bio-Methan, dagegen ist unabhängig vom Produktionsort und ein wichtiger Baustein der Energiewende. Es kann problemlos überall dort verwendet werden, wo auch Erdgas zum Einsatz kommt. Es kann genau wie Erdgas ins bestehende Erdgasnetz eingespeist oder als Kraftstoff in Erdgasfahrzeugen verwendet werden. Über Gasleitungen gelangt es in Wohngebäude von Verbraucher:innen, die ihre Heizungen mit Erdgas betreiben.
Auch die vergorene Biomasse ist nicht nur Abfall. Bei der Biogasproduktion entstehen nährstoffreiche Gärreste, die hochwertiger Dünger für die Landwirtschaft sind. Ein gutes Beispiel für eine effiziente Kreislaufwirtschaft.
Wie viel Strom kann mit Biogasanlagen erzeugt werden?
Die Stromerzeugung einer Biogasanlage hängt von der Art und Zusammensetzung der eingesetzten Biomasse, der Menge des erzeugten Biogases sowie dessen Methangehalt ab. Je nach Höhe des Methananteils lassen sich aus einem Kubikmeter Biogas 1,9 bis 3,2 Kilowattstunden (kWh) Strom erzeugen.
Derzeit erzeugen in Deutschland rund 9.600 Biogasanlagen eine elektrische Leistung von mehr als 5.600 Megawatt. Sie liefern ausreichend Strom für mehr als neun Millionen Haushalte und decken rund 5,4 % des deutschen Stromverbrauchs ab. Hinzu kommt die Wärme, die durch die Verbrennung von Biogas entsteht. Sie reicht für über 2,5 Millionen Haushalte aus und macht etwa 10 % der produzierten erneuerbaren Wärme aus. Mit etwa 8.500 Anlagen machen die Biogaserzeugungsanlagen den größten Anteil unter den Erzeugungsanlagen aus. Hinzu kommen Anlagen, die Klär- oder Deponiegas verstromen. Im Jahr 2024 wurden fast 30 Terrawattstunden (TWh) Strom aus Biogas eingespeist.
Biogas nutzt nachwachsende Rohstoffe
Sobald Abfallprodukte aus landwirtschaftlichen Prozessen als Basis vorhanden sind, kann Biogas erzeugt werden. Es ist nicht an lokalen Ressourcenreichtum gekoppelt. Das heißt: Biogasanlagen können überall betrieben werden. Zu beachten: Die Gasproduktion startet bei Temperaturen über 15 Grad Celsius. Besser sind 20 bis 40 Grad. Unter 15 Grad sind die Bakterien inaktiv.
Biogasanlagen sind nicht von örtlichen Gegebenheiten abhängig
Besonders für Entwicklungsländer ergeben sich hier große Chancen, den wachsenden Strombedarf zu decken. Selbst für Regionen, die schlecht oder gar nicht ans Stromnetz angeschlossen sind, können kleine Biogasanlagen die Lösung sein, um zumindest genug Strom für den täglichen Bedarf zu erzeugen.
Biogas leistet einen Beitrag zur Energieunabhängigkeit
Ein landesweiter Ausbau von Biogasanlagen verbessert die nationale Energieunabhängigkeit. Das Energienetz wird dezentraler und stabiler, Arbeitsplätze werden geschaffen. Zudem werden lange Transportwege verkürzt, was wiederum den CO2-Ausstoß verringert.
Biogasherstellung ist unabhängig von Wetter, Tages- oder Jahreszeit
Der Herstellungsprozess von Biogas ist relativ unabhängig von äußeren Witterungsbedingungen möglich – so lange die Temperatur nicht unter 15 Grad fällt. Biogas ist speicherbar und kann jederzeit Strom und Wärme liefern. Außerdem können Biogasanlagen ihre Energieproduktion an den Bedarf anpassen. Sie springen also ein, wenn andere erneuerbare Energien gerade nicht liefern können.
Damit lässt sich eine gewisse Grundlast im Stromnetz bereitstellen. Netzschwankungen können in Grenzen gehalten werden. Folglich stellt Biogas eine sinnvolle Ergänzung von erneuerbaren Energieträgern dar.
Das Problem der Flächennutzung von Energiepflanzen
In landwirtschaftlichen Biogasanlagen werden Energiepflanzen (Pflanzen mit besonders guten Gäreigenschaften) wie Mais vergoren, da sich aus ihnen verhältnismäßig mehr Biomethan und daraus Energie erzeugen lässt. Da Anbauflächen regulatorisch begrenzt sind, konkurriert ihr Anbau mit der Flächennutzung für die Nahrungsmittelproduktion und dem Schutz von Ökosystemen.
Die Zucht von Energiepflanzen als Biomassematerial ist wirtschaftlich lohnender als die von Lebensmitteln. Dadurch kann ein Interessenkonflikt für die Landwirt:innen entstehen: Sie müssen aus ökonomischen Gründen die Zucht von Energiepflanzen vorziehen.
Mögliche Klimabelastung durch zusätzliche Transportwege
Ein Nachteil von Biogas entsteht, wenn nicht genug regionale Biomasse verfügbar ist. Dann muss sie durch anderes Material mit schlechterer CO2-Bilanz ergänzt oder Biomasse überregional zur Anlage transportiert werden.
Geruchsbelastung und Wartungsintensität
Unangenehme Gerüche von Gülle und anderen landwirtschaftlichen Nebenprodukten belasten auf dem Land die Nase und teils auch die Umwelt. Ähnlich ist es in der Nähe von Biogasanlagen: Vor allem die Gärgase Methan und Ammoniak sind sehr geruchsintensiv und deshalb störend für Anwohner:innen. Der aus ihnen gewonnene Dünger ist dagegen in der Regel deutlich geruchsärmer.
Neben Biomethan und Ammoniak können auch Schwefelwasserstoff und andere giftige Gase im Fermenter der Anlage entstehen. Treten diese aus, stellen sie eine nicht zu unterschätzende Umweltbelastung dar. Methan ist ein Treibhausgas und trägt zur Klimaerwärmung bei. Aus diesem Grund müssen Biogasanlagen regelmäßig gewartet werden und Emissionsmessungen durchlaufen.
Im Jahr 2000 legte das Erneuerbare-Energien-Gesetz den Grundstein für den Ausbau von Bioenergie in Deutschland, denn seitdem konnten Landwirte für die Herstellung von Biogas mit einer festen Einspeisevergütung rechnen oder ihr produziertes Biogas direkt für den Eigenbedarf verwenden. Viele Biogasanlagen in Deutschland laufen jedoch in den kommenden Jahren aus der EEG-Förderung aus.
Daher hat das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) Anfang 2025 ein „Biomasse-Paket“ geschnürt, das die Förderung für bestehende Biogasanlagen auch zukünftig sichern soll. Es schafft neue rechtliche Grundlagen, damit bestehende Anlagen weiter wirtschaftlich betrieben werden können.
Ökogas ist ein Sammelbegriff, der alle Gasprodukte umfasst, die im Vergleich zu fossilen Erdgasprodukten eine bessere CO2-Bilanz vorweisen.
Biogas wird industriell aus organischen Stoffen gewonnen. Dabei werden natürliche Zersetzungsprozesse (Vergärung) genutzt. Gülle, Silage oder andere Biomasse werden in Biogasanlagen unter Zuhilfenahme von Mikroorganismen in Methan umgewandelt.
CO₂-kompensiertes Gas ist Erdgas, dessen bei der Verbrennung entstehende CO₂-Emissionen durch Investitionen in Klimaschutzprojekte ausgeglichen werden.
Biomasse wird in Biogasanlagen in einem Prozess unter Ausschluss von Sauerstoff und Licht zu Biogas umgewandelt. Biogas kann durch Blockheizkraftwerke zur Gewinnung von Strom und Wärme genutzt werden. Bei der Veredelung von Biogas in einer Gasaufbereitungsanlage durch Trocknung und Entschwefelung sowie Abtrennung von CO2 entsteht Biomethan. Biomethan besitzt ähnliche Eigenschaften wie Erdgas und kann in die Erdgasleitungen eingespeist werden.
Die Biogasproduktion startet schon wenige Stunden nachdem die Substrate in der Anlage sind. Der gesamte Vergärungsprozess – also die Umwandlung organischer Stoffe in Biogas durch Mikroorganismen – dauert in der Regel 30 bis 50 Tage, je nach Temperatur, Substrat und Anlagenkonzept.
Besonders effizient sind energiehaltige Substrate wie Maissilage, Lebensmittelreste, Rinder- und
Schweinegülle und Bioabfälle. Auch Küchenabfälle oder Fettabscheiderinhalte eignen sich gut, vor allem in industriellen Anlagen. Die Wahl des Substrats beeinflusst sowohl die Menge als auch die Qualität des erzeugten Biogases.
Ja, das ist möglich. Mit sogenannten Mini- oder Kleinstbiogasanlagen können Haushalte z. B. aus Küchenabfällen oder Gartenresten eigenes Biogas produzieren. Der Einsatz lohnt sich besonders dann, wenn regelmäßig organische Reststoffe anfallen. Für eine Mini-Biogasanlage werden etwa 6 Liter Bioabfall benötigt, um so viel Biogas zu erzeugen, dass damit ein Gaskocher für rund 2 Stunden betrieben werden kann.
Mini-Biogasanlagen benötigen ausreichend organisches Material, eine konstante Betriebstemperatur und eine gute Gasdichtheit. Natürlich müssen auch die Sicherheits- und Umweltauflagen eingehalten werden, vor allem bei der Lagerung und Nutzung des Gases. Damit sich eine Biogasanlage lohnt, braucht es täglich circa 6 Liter Bioabfall oder 15 Liter Haustiermist. Damit kann man circa 2 Stunden kochen. Der Einsatz lohnt sich vor allem dann, wenn das Biogas direkt vor Ort zum Kochen oder Heizen benutzt werden kann. Ein grundlegendes technisches Verständnis sowie regelmäßige Wartung sind ebenfalls notwendig.
